JP4706743B2 - Manufacturing method of multilayer electronic component - Google Patents
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Description
本発明は、積層型電子部品の製造方法に係り、さらに詳しくは、スラリー中におけるセラミック粒子の分散性を向上させて高品質の積層型電子部品を得ることができる積層型電子部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer electronic component, and more particularly, to a method for manufacturing a multilayer electronic component capable of improving the dispersibility of ceramic particles in a slurry to obtain a high quality multilayer electronic component. .
電子機器の小型化に伴い、これらに用いられるインダクタ、コンデンサ、フィルタ等の積層型電子部品にもさらなる薄層化が要求されている。薄層化を図るためには、積層型電子部品の誘電体層となる積層・焼成前のグリーンシートの厚みを薄くする必要がある。 Along with the downsizing of electronic devices, there is a demand for further thinning of multilayer electronic components such as inductors, capacitors, and filters used in these devices. In order to reduce the thickness, it is necessary to reduce the thickness of the green sheet before lamination and firing, which is a dielectric layer of the multilayer electronic component.
グリーンシートの厚みを薄くするためには、グリーンシートを形成するためのスラリーに含まれるセラミック粒子の径を小さくする必要がある。ところが、セラミック粒子の径を小さくすると、セラミック粒子の相互がくっついて凝集しやすくなるという課題を有している。そこで、特許文献１に示すように、セラミック粒子を含むスラリーの高圧分散方法が提案されている。 In order to reduce the thickness of the green sheet, it is necessary to reduce the diameter of the ceramic particles contained in the slurry for forming the green sheet. However, when the diameter of the ceramic particles is reduced, there is a problem that the ceramic particles tend to stick to each other and easily aggregate. Therefore, as shown in Patent Document 1, a high-pressure dispersion method of a slurry containing ceramic particles has been proposed.
しかしながら、従来の高圧分散手法では、セラミック粒子の粒径、乾燥前のグリーンシートの厚み、高圧分散に用いる弁座と弁体との間の隙間などの関係が考慮されておらず、さらに薄層化が要求される積層型電子部品のショート不良率を効果的に低減することは困難であった。
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、特に薄層化が要求される積層型電子部品のショート不良率を効果的に低減することができる積層型電子部品の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multilayer electronic component that can effectively reduce the short-circuit defect rate of a multilayer electronic component that is particularly required to be thin. Is to provide.
上記目的を達成するために、本発明に係る積層型電子部品の製造方法は、
セラミック粒子を含むスラリーを準備する工程と、
前記スラリーを弁座の通路から弁体に向けて流し、前記弁座と弁体との隙間を通して半径方向の外方に前記スラリーを流すことで、前記スラリー中に含まれる前記セラミック粒子を分散させる工程と、
前記セラミック粒子が分散された前記スラリーを支持体上に塗布乾燥してグリーンシートを形成する工程と、
前記グリーンシートを積層してグリーン積層体を形成する工程と、
前記グリーン積層体を切断してグリーンチップを形成する工程と、
前記グリーンチップを焼成する工程とを有する積層型電子部品の製造方法であって、
前記セラミック粒子の平均粒径をａ［μｍ］とし、前記弁座の通路の基準内径をＲ［ｍ］とし、前記弁座の通路を流れるスラリーの密度、体積流量および圧力を、それぞれρ［ｋｇ／ｍ３ ］、Ｑ［ｍ３ ／ｓ］およびＰ［Ｐａ］とし、前記弁座と弁体との隙間に対応するパラメータｄｐ［μｍ］とした場合に、ｄｐ＝１００００００×Ｑ／（πＲ（２Ｐ／ρ）０．５ ）とし、乾燥前の前記グリーンシートの厚みをｔ１［μｍ］としたときに、関係式（ａ＜ｄｐ≦２×ｔ１）が成り立つことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a multilayer electronic component according to the present invention includes:
Preparing a slurry containing ceramic particles;
The slurry is caused to flow from the passage of the valve seat toward the valve body, and the slurry is caused to flow radially outward through a gap between the valve seat and the valve body, thereby dispersing the ceramic particles contained in the slurry. Process,
Applying and drying the slurry in which the ceramic particles are dispersed on a support to form a green sheet;
Laminating the green sheets to form a green laminate;
Cutting the green laminate to form a green chip;
A method of manufacturing a multilayer electronic component including a step of firing the green chip,
The average particle diameter of the ceramic particles is a [μm], the reference inner diameter of the passage of the valve seat is R [m], and the density, volume flow rate, and pressure of the slurry flowing through the passage of the valve seat are ρ [kg], respectively. / M 3 ], Q [m 3 / s], and P [Pa], and when the parameter dp [μm] corresponding to the gap between the valve seat and the valve body is dp = 1000000 × Q / (πR ( 2P / ρ) 0.5 ), and when the thickness of the green sheet before drying is t1 [μm], the relational expression (a <dp ≦ 2 × t1) holds.
本発明に係る積層型電子部品の製造方法では、ｄｐ＜２×ｔ１が成り立つように、弁座と弁体との隙間を制御するために、スラリーの分散が良好になり、グリーンシートの厚み以上に凝集しているセラミック粒子がなくなり、ショート不良などを有効に低減することができる。 In the method for manufacturing a multilayer electronic component according to the present invention, in order to control the clearance between the valve seat and the valve body so that dp <2 × t1 is satisfied, the dispersion of the slurry is improved, and the thickness of the green sheet or more is increased. The ceramic particles that are aggregated in the resin are eliminated, and short-circuit defects and the like can be effectively reduced.
また、本発明の方法では、ａ＜ｄｐが成り立つように、弁座と弁体との隙間を制御するために、全てのセラミック粒子が隙間を通り分散させることができる。そのため、大きな粒径のセラミック粒子が隙間に詰まることがなくなり、弁座や弁体を損傷させることを有効に防止することができる。 Further, in the method of the present invention, in order to control the gap between the valve seat and the valve body so that a <dp is established, all ceramic particles can be dispersed through the gap. Therefore, the ceramic particles having a large particle diameter are not clogged in the gap, and the valve seat and the valve body can be effectively prevented from being damaged.
好ましくは、関係式（３×ａ≦ｄｐ≦２×ｔ１）が成り立つように、前記弁座と弁体との隙間を制御する。この場合には、確実に全てのセラミック粒子が隙間を通り分散させることができる。そのため、大きな粒径のセラミック粒子が隙間に詰まることがなくなり、弁座や弁体を損傷させることを有効に防止することができる。 Preferably, the clearance between the valve seat and the valve body is controlled so that the relational expression (3 × a ≦ dp ≦ 2 × t1) is satisfied. In this case, all the ceramic particles can be reliably dispersed through the gap. Therefore, the ceramic particles having a large particle diameter are not clogged in the gap, and the valve seat and the valve body can be effectively prevented from being damaged.
好ましくは、関係式（３×ａ≦ｄｐ≦ｔ１）が成り立つように、前記弁座と弁体との隙間を制御する。この場合には、さらにスラリーの分散が良好になり、乾燥前グリーンシートの厚み以上に凝集しているセラミック粒子がなくなり、ショート不良などをさらに有効に低減することができる。 Preferably, the clearance between the valve seat and the valve body is controlled so that the relational expression (3 × a ≦ dp ≦ t1) is satisfied. In this case, the dispersion of the slurry is further improved, the ceramic particles aggregated more than the thickness of the green sheet before drying are eliminated, and the short circuit failure can be further effectively reduced.
好ましくは、乾燥後の前記グリーンシートの厚みをｔ２［μｍ］としたときに、関係式（３×ａ≦ｄｐ≦ｔ２）が成り立つように、前記弁座と弁体との隙間を制御する。この場合には、さらにスラリーの分散が良好になり、グリーンシートの厚み以上に凝集しているセラミック粒子がなくなり、ショート不良などをさらに有効に低減することができる。 Preferably, the gap between the valve seat and the valve body is controlled so that the relational expression (3 × a ≦ dp ≦ t2) is satisfied when the thickness of the green sheet after drying is t2 [μm]. In this case, the dispersion of the slurry is further improved, the ceramic particles aggregated more than the thickness of the green sheet are eliminated, and short-circuit defects and the like can be further effectively reduced.
好ましくは、前記スラリーの圧力が１〜１３０ＭＰａの範囲内にある。本発明の方法では、比較的に低圧であっても、隙間調整を行うことができ、しかも、分散性が良好である。 Preferably, the pressure of the slurry is in the range of 1 to 130 MPa. In the method of the present invention, the gap can be adjusted even at a relatively low pressure, and the dispersibility is good.
なお、本発明では、セラミック粒子の平均粒径は、電子顕微鏡で求めた平均粒径を指す。グリーンシートの薄層化に対応するに当たっては、弁座と弁体との隙間パラメータ（ｄｐ）を狭めなければならないが、隙間を狭めるには流量（Ｑ）を小さくしなければならない。産業上の利用を考える上で、処理量を低下させるのは、生産スピードを低下させるので、流量（Ｑ）の値は、シート成形工程でのセラミックスラリーの消費スピードを下回らない範囲で調整するのが好ましい。 In the present invention, the average particle size of the ceramic particles refers to the average particle size obtained with an electron microscope. In order to cope with the thinning of the green sheet, the gap parameter (dp) between the valve seat and the valve body must be narrowed, but in order to narrow the gap, the flow rate (Q) must be reduced. In consideration of industrial use, reducing the throughput reduces the production speed, so the flow rate (Q) value should be adjusted within a range that does not fall below the consumption speed of the ceramic slurry in the sheet forming process. Is preferred.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
図１は本発明の一実施形態に係る積層型電子部品の製造方法に用いる均質機の概略断面図、
図２（Ａ）はスラリーに含まれるセラミック粒子の外径を示す概略図、図２（Ｂ）はグリーンシートの概略図、
図３（Ａ）〜図３（Ｈ）は図1に示す分散機における弁座の通路の断面形状と基準内径との関係を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a homogenizer used in a method for manufacturing a multilayer electronic component according to an embodiment of the present invention.
2A is a schematic diagram showing the outer diameter of ceramic particles contained in the slurry, FIG. 2B is a schematic diagram of a green sheet,
3A to 3H are schematic views showing the relationship between the cross-sectional shape of the passage of the valve seat and the reference inner diameter in the disperser shown in FIG.
均質機
まず、図１に示す均質機２について説明する。この分散機２は、弁座４と弁体６とを有する。弁体６の後端には、弁ロッド６ａが一体に形成してあり、この弁ロッド６ａには、駆動ロッド８が一体化して固定してあり、これらの弁ロッド６ａおよび駆動ロッド８は、ケーシング１２に対して、軸方向Ｚに移動自在に装着してある。
Homogenizer is first described 2 homogenizer shown in Figure 1. The disperser 2 has a valve seat 4 and a valve body 6. A
駆動ロッド８の後端には、ロッド８の外径よりも大きな外径を有するシリンダ隔壁８ａが形成してある。このシリンダ隔壁８ａの外周面は、ケーシング１２の後端側内部に形成してあるシリンダ室１０の内周面を、軸方向Ｚに移動自在に摺動するようになっている。
A
シリンダ室１０は、シリンダ隔壁８ａにより二つの第１圧力室１０ａおよび第２圧力室１０ｂに分けられ、第１圧力室１０ａに所定の油圧Ｐ０を導入することで、シリンダ隔壁８ａには、その面積Ｓ０×Ｐ０の力Ｆ０が作用し、弁体６の先端６ｂを弁座４方向に押圧するようになっている。なお、第２圧力室１０ｂは、たとえば大気圧に設定され、弁座４と弁体６の先端６ｂとの間の隙間ｄの周囲に形成してある分散空間１４とは連通しないようにシールされている。
The
弁座４の中心には、軸方向Ｚに沿って中央通路２０が形成してある。中央通路２０の入口２０ａから流入するスラリーは、弁体６の先端６ｂに向けて流れ、第１圧力室１０ａの油圧Ｐ０による力Ｆ０に逆らって、弁体６および駆動ロッド８を、軸方向Ｚに沿って押し戻し、隙間ｄを形成する。中央通路２０の出口２０ｂから流出するスラリーは、まず、弁体６の先端６ｂに衝突し、その後に、隙間ｄの半径方向（軸方向に垂直）の外側に向けて流れ、ケーシング１２と弁座４との間に装着してあるリング１６の内周面に衝突する。
A
その後に、スラリーは、分散空間１４を通して、ケーシング１２に形成してある出口２２から外部に排出される。分散空間１４は、弁座４の中央通路２０の出口２０ｂが形成してある弁座凸部４ａの外周と、先端６ｂを含む弁体６の外周とを覆うように、弁座４とリング１６とケーシング１２とが組み合わされて形成される。
Thereafter, the slurry is discharged outside through an
弁座４および弁体６は、耐摩耗性に優れた材質で構成されることが好ましく、たとえばサイアロン、ジルコニアなどのセラミック材で構成してある。リング１６は、圧力開放されたスラリーのキャビテーションによるエロージョンを防止するために弁座４および弁体６と同様に硬度が高く耐摩耗性に優れているもので構成されることが好ましく、たとえばサイアロン、ジルコニアなどのセラミック材で構成される。ケーシング１２は、弁座４、弁体６およびリング１６よりは、耐摩耗性が要求されず、たとえばステンレス金属（ＳＵＳ３０４）などで構成される。
The valve seat 4 and the valve body 6 are preferably made of a material having excellent wear resistance, and are made of a ceramic material such as sialon or zirconia, for example. In order to prevent erosion due to cavitation of the pressure-released slurry, the
リング１６の軸方向の幅は、弁座凸部４ａの軸方向長さと、弁体６の先端部６ｂの軸方向長さに、隙間ｄの最大設計幅を足した寸法と同程度以上の寸法に設計される。分散空間１４内で、隙間ｄから半径方向の外方に流出するスラリーが確実に、リング１６の内周面に衝突するようにするためである。隙間ｄと、中央通路２０の内径Ｒとの関係に関しては、後述する。
The axial width of the
積層セラミックコンデンサの製造方法
本実施形態に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、セラミック粒子を含むスラリーを準備する工程、このスラリーを用いたシート法または印刷法等の手段でグリーンシートを作製するグリーンシート作製工程、電極となる導電ペーストを印刷する電極印刷工程、積層工程、圧着工程、切断工程、焼成工程、外部電極形成工程などを少なくとも含む。
Method for Producing Multilayer Ceramic Capacitor A method for producing a multilayer ceramic capacitor according to this embodiment includes a step of preparing a slurry containing ceramic particles, and a green sheet that is produced by means of a sheet method or a printing method using the slurry. It includes at least a manufacturing process, an electrode printing process for printing a conductive paste to be an electrode, a laminating process, a crimping process, a cutting process, a firing process, an external electrode forming process, and the like.
本実施形態に係る積層セラミックコンデンサを製造するためのセラミック粒子を含むスラリーは、以下のようにして製造される。 The slurry containing the ceramic particles for producing the multilayer ceramic capacitor according to this embodiment is produced as follows.
まず、セラミック粒子を準備する。本実施形態で用いるセラミックスは、固相反応法、蓚酸塩法、水熱法、ゾルゲル法、アルコキシド法その他の公知の製造方法を用いて製造することができる。本実施形態のセラミック粒子の組成は特に限定されない。たとえば、ＢａＴｉＯ３ 、ＣａＴｉＯ３ 、ＳｒＴｉＯ３ またはＢａＺｒＯ３のうち１種類以上を選択して用いることができる。 First, ceramic particles are prepared. The ceramics used in the present embodiment can be manufactured using a known manufacturing method such as a solid phase reaction method, an oxalate method, a hydrothermal method, a sol-gel method, an alkoxide method, or the like. The composition of the ceramic particles of the present embodiment is not particularly limited. For example, one or more of BaTiO3, CaTiO3, SrTiO3, or BaZrO3 can be selected and used.
なお、セラミック粒子は、添加物やきょうざつ物を含有してもよい。たとえば、セラミック粒子がチタン酸バリウムを主成分としている場合には、アルカリ土類酸化物、遷移金属酸化物、希土類酸化物、ガラスなどをセラミック粒子が含有してもよい。 The ceramic particles may contain an additive or a koji. For example, when the ceramic particles are mainly composed of barium titanate, the ceramic particles may contain alkaline earth oxides, transition metal oxides, rare earth oxides, glass, and the like.
図２（Ａ）に示すように、セラミック粒子３０の平均粒径ａは、特に限定されないが、好ましくは０．０１〜１．００μｍである。
As shown in FIG. 2A, the average particle diameter a of the
準備したセラミック粒子に、バインダ樹脂、溶剤、および必要に応じて、分散剤、可塑剤などを添加してスラリーとする。セラミック粒子に添加されるバインダ樹脂としては、特に限定されないが、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、酢酸ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリオレフィン樹脂などを用いることが可能であるが、目的とするセラミックグリーンシートに応じて、適宜その種類および量が選択される。 To the prepared ceramic particles, a binder resin, a solvent, and, if necessary, a dispersant, a plasticizer and the like are added to form a slurry. The binder resin added to the ceramic particles is not particularly limited, but acrylic resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl alcohol resin, vinyl acetate resin, cellulose resin, polyolefin resin, and the like can be used. The type and amount are appropriately selected according to the green sheet.
溶剤としては、特に限定されないが、たとえば、脂肪族（ヘキサン、工業用ガソリン、ミネラルスピリット）、芳香族（トルエン、キシレン、Ｃ９系芳香族混合物、Ｃ１０系混合物など）、ケトン（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）、エステル（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、アルコール（エタノール、プロパノール、ブタノールなど）などが例示され、これらのうちの１種を単独で使用してもよく、また、混合して用いてもよい。また、溶剤としては、さらに他の有機溶剤を用いることも可能であり、また、水を用いることも可能である。 Although it does not specifically limit as a solvent, For example, aliphatic (hexane, industrial gasoline, mineral spirit), aromatic (toluene, xylene, C9 type aromatic mixture, C10 type mixture etc.), ketone (acetone, methyl ethyl ketone, methyl) Illustrative examples include isobutyl ketone), esters (methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, etc.), alcohols (ethanol, propanol, butanol, etc.), and one of these may be used alone or mixed. May be used. Further, as the solvent, other organic solvents can be used, and water can also be used.
分散剤としては、特に限定されないが、マレイン酸系分散剤、ポリエチレングリコール系分散剤、アリルエーテルコポリマー分散剤が例示される。可塑剤としては、特に限定されないが、フタル酸エステル、脂肪族二塩基酸エステル、ポリエチレングリコールなどの種々の可塑剤が適宜用いられる。また、その量は、目的とするセラミックグリーンシートに応じて選択される。 Although it does not specifically limit as a dispersing agent, A maleic acid type dispersing agent, a polyethyleneglycol type dispersing agent, and an allyl ether copolymer dispersing agent are illustrated. Although it does not specifically limit as a plasticizer, Various plasticizers, such as a phthalic acid ester, an aliphatic dibasic acid ester, and polyethylene glycol, are used suitably. The amount is selected according to the target ceramic green sheet.
準備したセラミック粒子に、バインダ樹脂、溶剤、および必要に応じて、分散剤、可塑剤などを添加したスラリーは、図１に示す均質機２を用いて混合・分散された後に、図２（Ｂ）に示すように、支持シート３２の表面にシート化されてグリーンシート３０ａとなる。シート化は、たとえばドクターブレード法により行われる。また、支持シート３２としては、ＰＥＴフィルムなどが用いられる。支持シート３２の厚みは、特に限定されないが、好ましくは、５〜１００μｍである。
A slurry obtained by adding a binder resin, a solvent, and, if necessary, a dispersant, a plasticizer, and the like to the prepared ceramic particles is mixed and dispersed using the homogenizer 2 shown in FIG. ), The sheet is formed on the surface of the
グリーンシート３０ａの塗布形成後で乾燥前の厚みｔ１は、特に限定されないが、たとえば１〜１００μｍであり、乾燥後の厚みｔ２は、乾燥前の厚みｔ１の５〜３０％の厚みである。グリーンシート３０ａの乾燥条件は、特に限定されないが、たとえば室温〜１５０°Ｃで１秒〜３０分である。
The thickness t1 after the formation of the
乾燥後のグリーンシート３０ａの表面には、内部電極用ペーストを用いて内部電極層となる電極パターンが印刷法などで形成される。内部電極用ペーストは、各種導電性金属や合金からなる導電体材料、または焼成後に導電体材料となる各種酸化物、有機金属化合物、若しくはレジネート等の電極材粉体と、有機ビヒクル、溶剤、分散剤、および可塑剤等とを混練して調製する。
On the surface of the dried
また、内部電極用ペーストには、上述したセラミック粒子と同じセラミック粒子（共材）が含まれていても良い。共材が含まれることによって、電極材粉体である金属の焼成過程における焼結を適度に抑制し、十分な有効面積を持った内部電極層を形成することができる。 Further, the internal electrode paste may contain the same ceramic particles (co-material) as the above-described ceramic particles. By including the co-material, it is possible to moderately suppress sintering in the firing process of the metal that is the electrode material powder, and to form an internal electrode layer having a sufficient effective area.
内部電極用ペーストの製造に用いる導体材料（電極材粉体）としては、特に限定されないが、通常、卑金属であるＮｉあるいはＮｉ合金等が用いられる。これら導電材料に、ＣｕあるいはＣｕ合金などが混合されても良い。導体材料は、球状、リン片状等の形状のものを用いるが、その形状に特に制限はない。また、これらの形状のものが混合したものであってもよい。導体材料の粒子径は、粒子形状が球状の場合、通常、平均粒子径が０．０１〜２μｍ、好ましくは０．０５〜０．５μｍ程度である。 The conductor material (electrode material powder) used for manufacturing the internal electrode paste is not particularly limited, but Ni or Ni alloy which is a base metal is usually used. Cu or Cu alloy may be mixed with these conductive materials. A conductor material having a shape such as a spherical shape or a flake shape is used, but the shape is not particularly limited. Further, a mixture of these shapes may be used. When the particle shape of the conductive material is spherical, the average particle size is usually about 0.01 to 2 μm, preferably about 0.05 to 0.5 μm.
電極パターンが形成されたグリーンシート３０ａは、所定枚数で積層され、積層体となり、その積層体が切断されてグリーンチップとなる。グリーンチップの寸法は、特に限定されないが、通常、縦（０．６〜５．６ｍｍ）×横（０．３〜５．０ｍｍ）×厚み（０．１〜１．９ｍｍ）程度である。
The
次に、グリーンチップに対して、脱バインダ処理、焼成処理、および誘電体層を再酸化するための熱処理を行う。これらの条件は、通常の条件で行う。その後に、チップ焼結体の側面に、外部電極用ペーストを焼きつけて、外部電極を形成する。そして、必要に応じ、外部電極上にめっき等を行うことによりパッド層を形成する。なお、外部電極用ペーストは、上記した内部電極用ペーストと同様にして調製すればよい。このようにして製造された積層セラミックコンデンサは、ハンダ付等によりプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。 Next, the green chip is subjected to a binder removal process, a baking process, and a heat treatment for reoxidizing the dielectric layer. These conditions are performed under normal conditions. Thereafter, an external electrode paste is baked on the side surface of the chip sintered body to form external electrodes. Then, if necessary, a pad layer is formed by plating or the like on the external electrode. The external electrode paste may be prepared in the same manner as the internal electrode paste described above. The multilayer ceramic capacitor thus manufactured is mounted on a printed circuit board by soldering or the like and used for various electronic devices.
本実施形態では、図１に示す均質機２で、セラミック粒子を含むスラリーを分散させる際に、図２（Ａ）に示すセラミック粒子３０の平均粒径をａ［μｍ］とし、弁座４の通路２０の基準内径をＲ［ｍ］とし、弁座４の通路２０を流れるスラリーの密度、体積流量および圧力（全圧＝静圧＋動圧）を、それぞれρ［ｋｇ／ｍ３ ］、Ｑ［ｍ３ ／ｓ］およびＰ［Ｐａ］とし、弁座４と弁体６との隙間に対応するパラメータｄｐ＝Ｑ／（πＲ（２Ｐ／ρ）０．５ ）とし、乾燥前のグリーンシートの厚みをｔ１［μｍ］とし、乾燥後のグリーンシート３０ａの厚みをｔ２［μｍ］としたときに、所定の関係式１が成り立つように、スラリーの圧力Ｐと流量Ｑを制御している。
In this embodiment, when the slurry containing ceramic particles is dispersed by the homogenizer 2 shown in FIG. 1, the average particle diameter of the
上記所定の関係式１は、（ａ＜ｄｐ≦２×ｔ１）、好ましくは（３×ａ≦ｄｐ≦２×ｔ１）、さらに好ましくは（３×ａ≦ｄｐ≦ｔ１）、特に好ましくは（３×ａ≦ｄｐ≦ｔ２）である。 The predetermined relational expression 1 is (a <dp ≦ 2 × t1), preferably (3 × a ≦ dp ≦ 2 × t1), more preferably (3 × a ≦ dp ≦ t1), and particularly preferably (3 × a ≦ dp ≦ t2).
また、図１に示す弁座４の入口２０ａから流入するスラリーが理想流体であると仮定し、中央通路２０の横断面が円形であると仮定すると、隙間ｄに対応する隙間パラメータｄｐは、上述したように、ｄｐ＝Ｑ／（πＲ（２Ｐ／ρ）０．５）として表すことができる。なお、Ｒは中央通路２０の基準内径であるが、中央通路２０の横断面が円形である場合には、円形断面流路の内径である。後述するように、基準内径Ｒは、中央通路２０の断面形状により、図３（Ａ）〜図３（Ｈ）に示すように定義される。
Further, assuming that the slurry flowing from the
上述した関係式２より、隙間パラメータｄｐは、Ｑ，Ｒ，Ｐ，ρを変化させることで変化させることができ、特に、弁座４を取り替えることで、中央通路２０の基準内径Ｒを容易に変化させることができる。グリーンシート３０ａの薄層化に対応するには、分散空間１４を通して出口２２から外部に排出されるスラリーに含まれるセラミック凝集粒子を一次粒子にまで解砕する必要があり、そのためには、隙間パラメータｄｐを狭める必要がある。しかしながら、隙間パラメータｄｐを狭めるために流量Ｑを小さくすると、生産スピードを低下させるので、流量Ｑの値は、シート成形工程でのセラミックスラリーの消費スピードを下回らない範囲で調整するのが好ましい。
From the relational expression 2 described above, the gap parameter dp can be changed by changing Q, R, P, and ρ. In particular, the reference inner diameter R of the
本実施形態では、上記の関係式１が成り立つように、関係式２におけるＱ，Ｒ，Ｐを選択する。なお、スラリーの密度ρは、必要とするグリーンシート３０ａの組成から自動的に決定されるので、調整が困難である。
In the present embodiment, Q, R, and P in the relational expression 2 are selected so that the relational expression 1 is satisfied. Since the density ρ of the slurry is automatically determined from the required composition of the
本実施形態に係る積層セラミックコンデンサの製造方法では、ａ＜ｄｐ＜２×ｔ１が成り立つように、弁座４と弁体６との隙間ｄに対応するパラメータｄｐを制御するために、スラリーの分散が良好になり、グリーンシート３０ａの厚み以上に凝集しているセラミック粒子がなくなり、ショート不良などを有効に低減することができる。
In the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the present embodiment, in order to control the parameter dp corresponding to the gap d between the valve seat 4 and the valve body 6 so that a <dp <2 × t1 holds, the dispersion of the slurry The ceramic particles that are aggregated more than the thickness of the
また、本実施形態の方法では、ａ＜ｄｐが成り立つように制御するために、全てのセラミック粒子が隙間を通して高度に分散することができる。そのため、大きな粒径のセラミック粒子が隙間に詰まることがなくなり、弁座４や弁体６を損傷させることを有効に防止することができる。 Moreover, in the method of this embodiment, since it controls so that a <dp is formed, all the ceramic particles can disperse | distribute highly through a clearance gap. Therefore, the ceramic particles having a large particle diameter are not clogged in the gap, and it is possible to effectively prevent the valve seat 4 and the valve body 6 from being damaged.
なお、リング１６近傍のスラリーには、急激な圧力の開放によるキャビテーションが発生するので、スラリーには、弁座４と弁体６との間隙通過作用に加えて、キャビテーション作用も相乗し、スラリーに含まれるセラミック粒子の凝集は解かれ、高度に分散する。
In addition, since cavitation occurs due to a sudden release of pressure in the slurry near the
スラリーの圧力Ｐは、好ましくは１〜１３０ＭＰａの範囲内にある。本実施形態の方法では、比較的に低圧であっても、隙間パラメータｄｐの調整を行うことができ、しかも、分散性が良好である。 The pressure P of the slurry is preferably in the range of 1 to 130 MPa. In the method of this embodiment, the gap parameter dp can be adjusted even at a relatively low pressure, and the dispersibility is good.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々に改変することができる。たとえば図１に示す中央通路２０の横断面形状は、円形に限らず、図３（Ａ）〜図３（Ｈ）に示すように、様々な流路断面の中央通路２０ａ〜２０ｈであっても良い。多角形の流路断面の中央通路２０ａ〜２０ｈの場合には、その多角形に対する内接円で最大の径を持つ円の直径を基準内径Ｒとする。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified. For example, the cross-sectional shape of the
また、本発明の方法により製造される積層型電子部品は、積層セラミックコンデンサに限らず、積層インダクタ、積層圧電アクチュエータ、積層バリスタ、積層サーミスタなどにも適用することが可能である。 The multilayer electronic component manufactured by the method of the present invention is not limited to a multilayer ceramic capacitor, but can be applied to a multilayer inductor, a multilayer piezoelectric actuator, a multilayer varistor, a multilayer thermistor, and the like.
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described based on further detailed examples, but the present invention is not limited to these examples.
（試料１）
電子顕微鏡で求めた平均粒径が０．３μｍの誘電体材料（添加成分を含むセラミック粉末）１００重量部に対し、アニオン系分散剤が１重量部と、アクリルバインダーが６重量部と、可塑剤としてブチルベンジルフタレートを３重量部と、溶媒としてメチルエチルケトン６１重量部と、トルエン８重量部とミネラルスピリット８重量部と、を配合して、混合スラリーを得た。
(Sample 1)
1 part by weight of an anionic dispersant, 6 parts by weight of an acrylic binder and 100 parts by weight of a dielectric material (ceramic powder containing additive components) having an average particle diameter of 0.3 μm determined by an electron microscope As a mixed slurry, 3 parts by weight of butyl benzyl phthalate, 61 parts by weight of methyl ethyl ketone, 8 parts by weight of toluene, and 8 parts by weight of mineral spirit were mixed.
得られた混合スラリーの比重は１５５０［ｋｇ／ｍ３ ］であった。この混合スラリーを、ポンプにより図１に示す均質機２の入口２０ａから流入させ、分散処理を行った。弁体６は、単動形油圧シリンダー（バネ戻し付き）により、弁座４との距離を制御できるようになっている。油圧シリンダーの作動油受圧面積は、９５００［ｍｍ２ ］（φ５５ｍｍ）であった。
The specific gravity of the obtained mixed slurry was 1550 [kg / m 3 ]. This mixed slurry was introduced from the
この分散機２に、弁座４内における混合スラリーの中央通路２０の横断面が円形で、その弁座の内径が２４［ｍｍ］（Ｒ＝０．０２４ｍ）の弁座４を装着し、セラミックスラリーをポンプにより流量が２４［Ｌ／ｈｒ］（Ｑ＝０．０００００６６７ｍ３ ／ｓ）にて供給したとき、弁体６を単動形油圧シリンダーで弁座面方向に対して駆動させた。このとき、セラミックスラリーの圧力は、８．０［ＭＰａ］になった（Ｐ＝８００００００Ｐａ）。このときの隙間（ギャップ）パラメータｄｐをｄｐ＝１００００００×Ｑ／（πＲ（２Ｐ／ρ）０．５ ）により計算すると、０．９［μｍ］と算出された。表１では、この計算により求められた隙間（ギャップ）パラメータｄｐを記載した。
The disperser 2 is mounted with a valve seat 4 having a circular cross section of the
こうして得られた分散スラリーをＰＥＴフィルム上にドクターブレード法により塗布形成して、図２（Ｂ）に示すセラミックグリーンシートを作製した。セラミックスラリーの塗布直後の湿潤厚みｔ１は９．８μｍ、セラミックススラリー塗布乾燥後のグリーンシート３０ａの厚みｔ２は２．６μｍであった。
The dispersion slurry thus obtained was applied and formed on a PET film by a doctor blade method to produce a ceramic green sheet shown in FIG. The wet thickness t1 immediately after application of the ceramic slurry was 9.8 μm, and the thickness t2 of the
次に、このセラミックグリーンシートの表面に、内部電極用ペースト（ターピネオール系の溶剤種等から構成されたＮｉペースト）を、スクリーン印刷法により塗布し、内部電極層を形成した。次に、グリーンシート上に形成された内部電極層を、乾燥炉内に連続的に送り込み、９０℃で、５分間乾燥させた。 Next, an internal electrode paste (Ni paste composed of a terpineol solvent type or the like) was applied to the surface of the ceramic green sheet by a screen printing method to form an internal electrode layer. Next, the internal electrode layer formed on the green sheet was continuously fed into a drying furnace and dried at 90 ° C. for 5 minutes.
次に、内部電極層が形成されたグリーンシートを、所定枚数積層して、積層体を得た。得られた積層体を７０℃に過熱しながら、７３５０Ｎ／ｃｍ２（７５０ｋｇ重）の圧力でプレスした。 Next, a predetermined number of green sheets on which internal electrode layers were formed were laminated to obtain a laminate. The resulting laminate was pressed at a pressure of 7350 N / cm 2 (750 kg weight) while being heated to 70 ° C.
次に、この積層体を所定の寸法に切断して、グリーンチップを得た。このグリーンチップを加熱して、脱バインダ処理した。次に、グリーンチップを、１０００℃〜１４００℃で焼成して、焼結体を得た。次に、焼結体における誘電体層を再酸化するために、焼結体を加熱処理した。 Next, this laminated body was cut into a predetermined size to obtain a green chip. The green chip was heated to remove the binder. Next, the green chip was fired at 1000 ° C. to 1400 ° C. to obtain a sintered body. Next, in order to reoxidize the dielectric layer in the sintered body, the sintered body was heat-treated.
次に、焼成体の両側面に対して、バレル研磨を行い、酸化していない内部電極層を両側面に露出させた。次に焼結体の両側面に対して、外部電極を形成し、積層セラミックコンデンサを得た。 Next, barrel polishing was performed on both side surfaces of the fired body to expose the unoxidized internal electrode layers on both side surfaces. Next, external electrodes were formed on both side surfaces of the sintered body to obtain a multilayer ceramic capacitor.
積層セラミックコンデンサの大きさは、Ｌ寸法で１．６ｍｍ、Ｗ寸法で０．８ｍｍであった。積層数（電極パターン層の数）は１００層であった。 The size of the multilayer ceramic capacitor was 1.6 mm in the L dimension and 0.8 mm in the W dimension. The number of stacked layers (number of electrode pattern layers) was 100 layers.
積層セラミックコンデンサのサンプル１０００個に対して、ショート不良率（単位：％）を測定した。測定では、絶縁抵抗計（ＨＥＷＬＥＴＴ ＰＡＣＫＡＲＤ社製Ｅ２３７７Ａマルチメーター）を使用した。測定においては、各サンプルの抵抗値を測定し、抵抗値が１００ｋΩ以下となったサンプルを、ショート不良を起こしたサンプルとした。全測定サンプルに対する、ショート不良を起こしたサンプルの比率を、ショート不良率とした。結果を表１に示す。ショート不良率は１．７％と良好であった。 The short-circuit defect rate (unit:%) was measured for 1000 samples of the multilayer ceramic capacitor. In the measurement, an insulation resistance meter (E2377A multimeter manufactured by HEWLETT PACKARD) was used. In the measurement, the resistance value of each sample was measured, and a sample having a resistance value of 100 kΩ or less was determined as a sample causing a short circuit defect. The ratio of the sample that caused the short defect to the total measurement sample was defined as the short defect rate. The results are shown in Table 1. The short-circuit defect rate was as good as 1.7%.
（試料２〜２０）
弁座径（内径Ｒ）、スラリーの体積流量（Ｑ）、スラリー圧力（Ｐ）を変化させることにより、ギャップ（隙間パラメータｄｐ）を変化させた以外は、試料１と同様にして積層セラミックコンデンサを製造し、ショート不良率を求めた。結果を表１に示す。
(Samples 2-20)
A multilayer ceramic capacitor was fabricated in the same manner as Sample 1 except that the gap (gap parameter dp) was changed by changing the valve seat diameter (inner diameter R), the volume flow rate (Q) of the slurry, and the slurry pressure (P). Manufactured and determined short defect rate. The results are shown in Table 1.
（試料２１〜２４）
スラリーの体積流量（１００Ｌ／ｈｒ）およびスラリー圧力（６４ＭＰａ）を一定とし、弁座径（内径Ｒ）を変化させることにより、ギャップ（隙間パラメータｄｐ）を変化させた以外は、試料１と同様にして積層セラミックコンデンサを製造し、ショート不良率を求めた。結果を表１に示す。
(Samples 21-24)
Same as Sample 1, except that the volume flow rate (100 L / hr) and slurry pressure (64 MPa) of the slurry were constant and the valve seat diameter (inner diameter R) was changed to change the gap (gap parameter dp). A multilayer ceramic capacitor was manufactured to determine the short-circuit defect rate. The results are shown in Table 1.
（試料２５〜２８）
スラリーの体積流量（１００Ｌ／ｈｒ）およびスラリー圧力（１２８ＭＰａ）を一定とし、弁座径（内径Ｒ）を変化させることにより、ギャップ（隙間パラメータｄｐ）を変化させた以外は、試料１と同様にして積層セラミックコンデンサを製造し、ショート不良率を求めた。結果を表１に示す。
(Samples 25-28)
Same as Sample 1 except that the volume flow rate (100 L / hr) and slurry pressure (128 MPa) of the slurry were constant and the gap (gap parameter dp) was changed by changing the valve seat diameter (inner diameter R). A multilayer ceramic capacitor was manufactured to determine the short-circuit defect rate. The results are shown in Table 1.
（試料２９〜３４）
弁座径（内径２０mm）およびスラリー圧力（８ＭＰａ）を一定とし、スラリーの体積流量（Ｑ）を変化させることにより、ギャップ（隙間パラメータｄ）を変化させた以外は、試料１と同様にして積層セラミックコンデンサを製造し、ショート不良率を求めた。結果を表１に示す。
(Samples 29 to 34)
Lamination was performed in the same manner as Sample 1, except that the valve seat diameter (
評価
表１において、ショート不良率が２．５％以内を◎とし、５．５％以内を○とし、１１％以内を△とし、１１％超を×とした。また、表１におけるスラリー詰まりの項目では、図１に示す分散機２の中央通路２０または分散空間１４の内部において、１０秒以内でスラリーが詰まり、分散処理ができないものを×とし、スラリー詰まりがないものを○とし、分散処理はできたが処理後に弁体６に凝集スラリーが確認されたものを△とした。スラリー詰まりが×の場合には、積層セラミックコンデンサが製造できず、ショート不良率の測定ができなかった。表１において、試料番号に＊が付くものが比較例である。
In the evaluation table 1, the short defect rate is within 2.5% as ◎, within 5.5% as ○, within 11% as Δ, and over 11% as x. In addition, in the item of slurry clogging in Table 1, the slurry clogged within 10 seconds within the
表１に示すように、（ａ＜ｄｐ≦２×ｔ１）、好ましくは（３×ａ≦ｄｐ≦２×ｔ１）、さらに好ましくは（３×ａ≦ｄｐ≦ｔ１）、特に好ましくは（３×ａ≦ｄｐ≦ｔ２）である場合に、スラリー詰まりもなく、ショート不良率が低下することが確認できた。
２… 均質機
４… 弁座
６… 弁体
２０… 中央通路
３０… セラミック粒子
３０ａ… グリーンシート
2 ... Homogeneous machine 4 ... Valve seat 6 ...
Claims (5)
前記スラリーを弁座の通路から弁体に向けて流し、前記弁座と弁体との隙間を通して半径方向の外方に前記スラリーを流すことで、前記スラリー中に含まれる前記セラミック粒子を分散させる工程と、
前記セラミック粒子が分散された前記スラリーを支持体上に塗布乾燥してグリーンシートを形成する工程と、
前記グリーンシートを積層してグリーン積層体を形成する工程と、
前記グリーン積層体を切断してグリーンチップを形成する工程と、
前記グリーンチップを焼成する工程とを有する積層型電子部品の製造方法であって、
前記セラミック粒子の平均粒径をａ［μｍ］とし、前記弁座の通路の基準内径をＲ［ｍ］とし、前記弁座の通路を流れるスラリーの密度、体積流量および圧力を、それぞれρ［ｋｇ／ｍ３ ］、Ｑ［ｍ３ ／ｓ］およびＰ［Ｐａ］とし、前記弁座と弁体との隙間に対応するパラメータをｄｐ［μｍ］とした場合に、ｄｐ＝１００００００×Ｑ／（πＲ（２Ｐ／ρ）０．５ ）とし、乾燥前の前記グリーンシートの厚みをｔ１［μｍ］としたときに、関係式（ａ＜ｄｐ≦２×ｔ１）が成り立つことを特徴とする積層型電子部品の製造方法。 Preparing a slurry containing ceramic particles;
The slurry is caused to flow from the passage of the valve seat toward the valve body, and the slurry is caused to flow radially outward through a gap between the valve seat and the valve body, thereby dispersing the ceramic particles contained in the slurry. Process,
Applying and drying the slurry in which the ceramic particles are dispersed on a support to form a green sheet;
Laminating the green sheets to form a green laminate;
Cutting the green laminate to form a green chip;
A method of manufacturing a multilayer electronic component including a step of firing the green chip,
The average particle diameter of the ceramic particles is a [μm], the reference inner diameter of the passage of the valve seat is R [m], and the density, volume flow rate, and pressure of the slurry flowing through the passage of the valve seat are ρ [kg], respectively. / M 3 ], Q [m 3 / s] and P [Pa], and the parameter corresponding to the gap between the valve seat and the valve body is dp [μm], dp = 1000000 × Q / (πR (2P / ρ) 0.5 ), and the relational expression (a <dp ≦ 2 × t1) holds when the thickness of the green sheet before drying is t1 [μm]. A manufacturing method for parts.
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